Procedimientos Generales de Construcción

 

  1. DEFINICIONES Y CONCEPTOS BÁSICOS  Antes de entrar en el análisis de los sistemas y procedimientos constructivos, definamos los conceptos básicos contenidos en el título del presente trabajo y que nos pueden ayudar a entender mejor el contenido del mismo.

1.1. Sistema constructivo El término sistema término sistema tiene, en el diccionario de la Real Academia, dos acepciones principales: 1. .Conjunto .Conjunto de reglas o principios sobre una materia racionalmente enlaza enlazados dos entre sí .  2. .Conjunto de cosas que relacionadas entre sí ordenadamente contribuyen a determinado objeto..  objeto constru ctivo  el conjunto de elementos y En nuestro caso, podemos entender por  si stema constructivo  unidades de un edificio que forman una organización funcional con una misión constructiva común,, sea ésta de sostén (estructura) de definici  común definici   ón y protección de espacios habitables (cerramientos)   de obtención de confort (acondicionamiento) o de expresi  (cerramientos) expresi   ón de imagen y aspecto (decoración). Es decir, el sistema  sistema   como conjunto articulado, articulado, más que el sistema como  como  método.. método En este sentido, cabe recordar que los sistemas suelen estar constituidos por unidades  , éstas, por  elementos  , y éstos, a su vez, se construyen a partir de unos determinados materiales  . Requieren un di señ o , para lo cual se debe atender, en primer lugar, a las exigencias funcionales de cada uno y a las acciones exteriores que van a sufrir, además de tener en cuenta las  posibilidades de los materiales materiales que se utilicen, en función de sus calidades y, por tanto, de su vulnerabilidad. Van evolucionando con el tiempo, tanto en los materiales utilizados, como en las soluciones de diseño, y pueden mejorar gracias a la correcta aplicación de la .Ciencia .Ciencia de  de la construcción.. construcción.. 1.2. Procedimiento constructivo En este caso, nuestro diccionario define procedimient define  procedimiento o como como Método  Método de ejecutar ejecutar algunas cosas. cosas. Así pues, podemos  podemos entender el pr proce ocedimi dimi ento constructi constructi vo como el conjunto de técnicas que se utilizan para edificar cualquiera de las unidades que constituyen los sistemas constructivos constructivos..  Es, pues, un concepto relacionado con la técnica de construir en cada caso y que, por tanto,  pueden evolucionar con el tiempo, y permiten avanza avanzarr en la innovación y la mejora de los edificios y su proceso de construcción.

1.3. Industrialización de la construcción Es un concepto algo complejo, que intenta definir la posibilidad de aplicar determinados sistemas (métodos) de  producción industrial  al proceso constructivo, entendiendo por tal el camino de producción que va desde la concepci ón y proyecto del edificio, hasta su ejecución y  posterior mantenimiento. mantenimiento. Cabe recordar que cada edificio podría entenderse como un  prototipo  prototipo,, y como tal se considera en la mayoría de ocasiones, por lo que no tendría sentido hablar de una .producci ón industrial

proceso o industri in dustri al  para l a ejecución ejecución de edif i cios  de edificios., sino de un . proces ., lo que conlleva una ., serie de opciones: - Producción industrial de elementos constructivos, constructivos, lo que se lleva a cabo en muchas ocasiones, sobre todo en los casos de .prefabricación. .prefabricación. - Proceso racionalizado y eficiente de ejecución en obra, obra , con técnicas industriales que faciliten  faciliten  las operaciones y reduzcan la incidencia de la  la   mano de obra, con una coordinación modular de  de   los proyectos para facilitar el montaje con el uso  uso  de elementos de catálogo  catálogo  obra  - Proceso industrializado de producción de unidades espaciales espaciales,, que se montan en obra  En este sentido, se han experimentado diversas evoluciones a lo largo de las últimas décadas, desde el final de la 2ª Guerra Mundial, con momentos de mayor auge, seguidos de olvidos de esos planteamientos, pero en realidad la necesidad permanece, lo que hace que periódicamente vuelvan a sugerirse soluciones .industrializadas.; en la actualidad se está iniciando un nuevo  período de auge de esas propuestas. propuestas.

2. LA EVOLUCIÓN DE LOS SISTEMAS CONSTRUCTIVOS Considero que la evolución de los sistemas constructivos de edificios que nos afecta en la actualidad, se inició en el primer cuarto del siglo XX a partir de la introducción generalizada de dos tipos de técnicas. t écnicas.

 

- El abandono de las estructuras murarias  para pasar al uso continuado de las estructuras estructuras   reticulares (pilares y vigas) - El olvido de los sistemas los  sistemas pasivos de acondicionamiento acondicionamiento (inercia térmica, aireación, control de  de  sombras, etc.) para pasar al uso masivo de los sistemas de acondicionamiento acondicionamiento electromecánicos electromecánicos A ello hay que añadir la proliferación de una serie de materiales sintéticos que parecía que facilitaban la respuesta funcional de los edificios; de entre ellos, los más destacados serían: - Elementos metálicos protegidos contra la oxidación y materiales más compactos, que  permitían pasar pasar de las fachadas fachadas .esponja., que que regulaban la filtración del agua de lluvia mediante su absorción temporal, a las fachadas .impermeable., con bajos coeficientes de succión, que simplemente simplemen te evitaban la filtración - Los sellantes para juntas (sobre todo de silicona) que han hecho olvidar la buena práctica del solape y del drenaje de relieves en fachada por inclinación i nclinación de los planos - Las láminas impermeables, que han facilitado la proliferación de las cubiertas planas frente a las inclinadas Veamos con cierto pormenor esos cambios.

2.1. Cambio de los sistemas estructurales Los sistemas constructivos en nuestra zona geográfica y en nuestra cultura tecnológica se han  basado casi exclusivamente, exclusivamente, hasta principios del XX, en las estructuras murarias que, al mismo tiempo, hacían la función de cerramientos verticales, tanto de fachada como de partición interior. Podemos considerar la excepción de los muros de entramado, de procedencia celta y sajona, que, en cualquier caso, se convertían en muros portantes y se ocultaba su composición, así como los pilares y vigas de madera en porches. Los primeros intentos de abandono de esas estructuras estructuras se produjeron con la industrialización de los perfiles metálicos a fines del XIX, tanto de fundición como laminados, que permitieron ejecutar estructuras reticulares reticulares más ligeras, cuando la altura de los edificios lo necesitaba. necesitaba.

2.1.1. Unión estructura-fachada En las estructuras de muros portantes sólo existe la unión de la estructura horizontal con la fachada, estando aquélla apoyada en ésta; dicha unión funciona normalmente como un apoyo o un semi-empotramiento, que ayuda a estabilizar el muro de la fachada gracias a la carga que le transmite, y no suele presentar más problemas que la posible movilidad de la estructura horizontal en las últimas plantas, sobre todo cuando no existe un adecuado recubrimiento exterior de dicho apoyo. Sin embargo, con las estructuras reticulares y la fachada apoyando en ellas, cuando ésta es de fábrica, sí se presentan numerosos problemas de cálculo y ejecución. Veamos: - El apoyo de la fachada en la estructura elimina la estabilización por carga de aquella, máxime si es de poco espesor (½ pie de ladrillo, bloque de cemento de 15 cm) resultando más expuesta a  presión y succión de viento, así como a los efectos de dilataciones y contracciones contracciones por  variaciones de humedad y temperatura - El apoyo se suele reducir a un espesor inferior al de la propia fábrica para dar una imagen de continuidad, similar a la de los muros portantes, lo que introduce un nuevo factor de debilidad en la unión, facilitando su pandeo, tanto horizontal como vertical, y posibilitando su pérdida de apoyo. Por otra parte, dada la inevitable irregularidad del frente de los forjados, en muchas ocasiones el apoyo es inexistente - Los movimientos elásticos de la estructura de apoyo (flecha y torsión) introducen i ntroducen tensiones en la fábrica de cerramiento cerramiento para la que, en general, no está diseñada, provocando roturas (grietas) de diversos tipos - Aparecen también posibles puntos conflictivos entre la fachada y los pilares, sobre todo cuando éstos invaden el espesor de la fábrica, ya que de algún modo, la debilitan - En general, la interrupción de la fábrica de fachada en su encuentro con los elementos estructurales, obliga a una interrupción de la capa aislante, lo que posibilita la aparición de un  puente térmico. térmico. en esas líneas, líneas, lo que se comenta comenta más más adelante - También, con carácter general, las grietas que se pueden producir por los esfuerzos mencionados, bien por interacción entre fachada y estructura, bien por debilitamiento de aquélla

 

al quedar interrumpida, facilitan la filtración del agua de lluvia hasta la cara interior de la hoja exterior 

2.1.2. Deformaciones excesivas de elementos estructurales Además de las posibles flechas de los elementos horizontales en su encuentro con la fachada, ya comentados, aparecen problemas en las deformaciones de otros elementos de la estructura, debido a su condición elástica, entre los que cabe destacar los horizontales interiores, vigas y forjados, y los pilares. Las primeras, sobre todo las vigas cuando se construyen planas., lo que se ha convertido en la solución acostumbrada desde los años 60 del siglo XX, pueden sufrir flechas importantes al tener poco canto, cuando reciben la acción de las cargas y sobrecargas habituales. Por otra parte, las normas sobre estructuras horizontales de hormigón suelen limitar las flechas admisibles con un valor relativo en función de la longitud, lo que siendo lógico desde el punto de vista de los esfuerzos que se generan y, por tanto, la resistencias de los elementos, sin embargo resulta erróneo para los elementos de tabiquería que se apoyan sobre ellos, máxime cuando dichos elementos se han ejecutado con soluciones de fábrica, que requieren un apoyo continuo suficientemente suficientem ente rígido, provocando las consiguientes grietas consiguientes grietas en esa tabiquería tabiquería   Las modernas soluciones de tabiques entramados y acabados con paneles de yeso laminado han supuesto una solución parcial al problema. Los pilares pueden sufrir pandeo que suele afectar a los elementos de cerramiento y acabado  próximos, provocando su rotura, normalmente normalmente por esfuerzo cortante, no sólo en fachadas, especialmente en esquinas, sino también en tabiquería interior. Tampoco las normas estructurales limitan el pandeo en función del daño que pueda provocar su deformación a los elementos adyacentes, sino solamente por el riesgo de colapso del propio pilar si los esfuerzos que genera la deformación son superiores a su capacidad tensional.

3. LA ADAPTACIÓN DE LOS SISTEMAS CONSTRUCTIVOS A LAS EXIGENCIAS FUNCIONALES Todos los comentarios anteriores podrían hacernos pensar que estoy en contra de la evolución de los sistemas constructivos y que propongo que sigamos construyendo como antaño. Nada más alejado de la realidad. Por el contrario, considero que, como en todos los procesos, en la edificación debemos aprovechar al máximo la innovación de materiales y elementos, pero lo debemos hacer atendiendo a la mejora de su funcionalidad, para lo cual se pueden aprovechar  los criterios constructivos que han dado un buen resultado en épocas pasadas, y se deben suplementar con las buenas propiedades de los nuevos materiales. En este sentido, quiero recordar las ideas que yo mismo vertía en un antiguo artículo ( Arquitectura,  Arquitectura, arte funcional ) publicado en esta misma revista en 1983 (nº 374) en el que introducía el concepto de la arquitectura como . Arte   Arte  funcional  funcional ., ., que después he usado en otros escritos. En efecto, la funcionalidad (habitabilidad) como característica distintiva de la arquitectura frente a otras bellas artes, debe hacerse extensiva a la construcción como . Arte  Arte técnico de la arquitectura. Todos los sistemas y elementos constructivos que los constituyen deben estar diseñados y ejecutados para cumplir una determinada función constructivas de entre las que definió Vitruvio en su .tríada .tríada., ., a saber, integridad ( firmitas  firmitas)) habitabilidad (utilitas utilitas)) y estética (venustas venustas). ). Así, los distintos elementos constructivos, según su situación, deberán cumplir una o varias de esas funciones, sin olvidar la nueva exigencia, más actual, de sostenibilidad, es decir, - Equilibrio de consumo de materiales y de energía en su diseño y ejecución - Facilidad de mantenimiento mantenimiento a lo largo de su vida útil, y - Posibilidad de recuperación o reciclado al final de la misma. Veamos, como ejemplos, algunos de los sistemas y elementos mencionados en el punto anterior.

3.1. Sistemas y elementos estructurales Las estructuras, en general, deben asegurar la integridad de los edificios, lo que implica su estabilidad  frente a las acciones exteriores previsibles, lo que condiciona también su posible deformación, y su durabilidad  durabilidad aa lo largo de su vida útil. Por otra parte, si alguno de los elementos del sistema estructu estructural ral queda visto, formando parte de la imagen del edificio, como son muchos casos de estructuras murarias, antiguas o modernas,

 

deberá también tener el aspecto y la composición formal adecuados y mantenerlos durante su vida útil. En el caso de las estructuras de pilares y vigas, se deben aplicar las mismas exigencias, teniend teniendo o en cuenta que, por la posible esbeltez de sus elementos, hay que vigilar especialmente su deformación elástica, no sólo para asegurar la integridad de la propia estructura, que sea capaz de soportar los esfuerzos que dichas deformaciones producen, sino también para asegurar la integridad de los elementos que en ellos se apoyan, además de la habitabilidad de los espacios que encierran, evitando vibraciones y deformaciones incómodas para el usuario. Por otra parte, en los casos de esas estructuras resulta muy importante atender a su durabilidad, máxime ante el fuego y los agentes meteoroló meteorológicos gicos si se trata de estructuras vista. En efecto, los elementos de esas estructuras suelen diseñarse aprovechando al máximo su capacidad portante y, por tanto, con secciones estructurales muy ajustadas, lo que las hace más vulnerable a los distintos procesos patológicos que les pueden afectar, a saber: - Debido al fuego, pérdida de humedad con la consiguiente disminución de su capacidad resistente en los hormigones, deformación y pérdida de tenacidad en los perfiles metálicos y en las armaduras del hormigón armado - Debido a los agentes meteorológicos, oxidación y corrosión, en el caso de estructuras metálicas, carbonatación, carbonatación, lixiviación y meteorizac meteorización ión del hormigón de recubrimiento, así como oxidación y corrosión de las armaduras, en el caso de elementos de hormigón armado. En el caso del hormigón, las condiciones mencionadas afectan tanto a estructuras de pilares y vigas, como a las de muros portantes. Si se trata, además, de elementos vistos, esos procesos afectan también a su aspecto. En definitiva, en el diseño y ejecución de esas estructuras debemos atender al mismo tiempo a su función de integridad (estabilidad y durabilidad) y a su imagen y permanencia de la misma a lo largo de su vida útil. En cuanto a la  sostenibilidad , cada vez hay que buscar más soluciones que cumplan con las exigencias mencionadas. En el caso del hormigón, uso de cementos de los llamados ecoeficientes, y de áridos obtenidos  por reciclado de otros materiales, materiales, quizás de hormigón; tratamientos de protección superficial que aumenten su durabilidad, tanto ante el fuego como ante fenómenos meteorológicos meteorológicos,, empleo de armaduras inoxidables, uso de elementos prefabricados de posible recuperación en su .deconstrucción., etc., etc. En los casos de las estructuras de acero, aplicación de protecciones contra el fuego efectivas y duraderas, uso de protecciones contra la oxidación de larga duración, diseños que faciliten la ventilación y eviten la humectación por condensación y los l os fenómenos de aireación diferencial, diseño de elementos estructurales desmontables, de fácil recuperación, asegurar la posibilidad de mantenimiento periódico de sus protecciones protecciones,, etc., etc.

3.2. Sistemas y elementos de fachada

Las fachadas han tenido tradicionalmente una función estética, no en balde son la piel de los edificios y lo primero  que se ve, además de ser la .expresión formal. de sus contenidos espaciales. Sin embargo, desde el punto de   vista de la funcionalidad del edificio, su  participación en la habitabilidad del mismo (de los locales que encierran)  es crucial, por lo que en su diseño constructivo, esta función pasa a ocupar el primer lugar atendiendo a sus exigencias más importantes, a saber:  - Protección, que implica los aislamientos térmico térmico y acústico, la resistencia a posibles fuegos, al acceso de intrusos, etc. - Higiene, diseñando ventanas de tamaño y practicabilidad adecuados para su correcto funcionamiento funcionamien to en ventilación y soleamiento, tanto entrada como protección - Iluminación, para aprovechar al máximo la luz natural, con la forma y tamaño de ventanas adecuados, así como el tipo de vidrios y los sistemas de regulación solar  - Visión a través, tanto desde dentro hacia afuera (la más importante) que implica tamaño, forma y disposición de las ventanas, como la regulación de la de fuera hacia adentro, con diseño de celosías fijas y orientables, tipo de vidrios, disposición geométrica de los mismos, etc.

 

- Accesibilidad, tanto la facilidad de acceso de los ocupantes, sobre todo en plantas bajas y en terrazas y balcones, como la seguridad de impedir el acceso de intrusos Por otra parte, además de estas dos funciones (venustas (venustas y utilitas) utilitas) hay que tener en cuenta que las fachadas, como  como  elemento que tiene que hacer frente a los agentes atmosfé-  atmosfé-  ricos, sufre una serie de acciones mecánicas para las que  que   tienen que estar diseñadas. Ello implica una exigencia funcional  añadida de integridad (firmitas) en sus dos vertientes  funcional vertientes de estabilidad  estabilidad y y de durabilidad . Así, cabe recordar  las exigencias más importantes:  importantes:  - Estabilidad frente a o Presión y succión de viento, especialmente importante en zonas expuestas y partes altas de los edificios o Tensiones de tracción y cortante provocadas por variaciones dimensionales debidas a cambios de humedad y temperatura - Durabilidad ante, o Lixiviación, provocada por posibles filtraciones de agua de lluvia o Helada, como consecuencia de la humedad infiltrada y las bajas temperaturas o Corrosión de elementos metálicos metálicos o Alteración química por acción combinada del agua de lluvia y los contaminantes urbanos e industriales, especialmente especialmente en llos os elementos de piedra o Desgaste superficial por rozamientos e impactos, tanto en partes bajas como en zonas expuestas (erosión eólica) o Ensuciamiento por partículas en suspensión (hollines, etc.) con la ayuda de la escorrentía del agua que provoca lavado diferencial Como podemos observar, las fachadas fachadas constituyen el sistema del edificio de mayor dificultad en su diseño constructivo, dada la complejidad de las exigencias que sobre ellas recaen. Esto hace que debamos ser especialmente cuidadosos en su elección y definición, y ser conscientes de que los errores que cometamos van a tener una gran repercusión en la funcionalidad del edificio y,  por tanto, en su mantenimiento, mantenimiento, lo que repercute directamente directamente en su sostenibilidad. sostenibilidad. En este sentido, cabe recordar que la sostenibilidad en las fachadas, debe considerarse, sobre todo, desde este punto de vista, o sea, asegurando que su funcionalidad es la correcta y que su mantenimiento mantenimie nto es mínimo, es decir que: - Mantienen la integridad ante presión y succión del viento - No se rompen ante dilataciones y contracciones por variaciones de humedad y temperatura - La interacción con los movimientos elásticos de la estructura soporte no provoca grietas - Resiste el rozamiento y los impactos mecánicos - No sufre erosión por lixiviación ni por heladas - No tiene elementos metálicos que se oxiden fácilmente - Tiene controlada la escorrentía del agua y evita el ensuciam ensuciamiento iento por lavado diferencial - Es suficientemente estanca ante el agua de lluvia - Resulta suficientemente resistente a posible fuegos exteriores e interiores - Tiene suficiente resistencia térmica y acústica - Permite la adecuada ventilación y el suficiente soleamiento a de los locales que encierra - Ofrece la necesaria visión a través, así como protección de vistas suficiente - Facilita el acceso de ocupantes y dificulta el de intrusos - Expresa adecuadamente la funcionalidad del edificio en sus formas - Tiene la composición, modulación modulación formal y textura adecuadas al entorno - Permite el adecuado mantenimiento exterior e interior, así como la reposición de protecciones superficiales y elementos Por último, la cubierta sirve para recuperar el medio ambiente exterior cuando se utiliza para la regeneración regenerac ión de flora local, autosustentable, que aporta una mejor imagen al entorno y aumenta su poder de aislamiento térmico y acústico.

3.3. Sistemas y elementos de cubierta Las cubiertas también deben responder a los tres tipos de funciones planteadas para las fachadas, aunque algunas de ellas en menor escala; veamos. La integridad es evidente, tanto en estabilidad  estabilidad como como en durabilidad , pues resulta la unidad más expuesta a los agentes meteorológicos, meteorológicos,

 

- Viento, principalmente succión, del conjunto o de elementos sueltos - Nieve, como sobrecarga especial en esa situación - Variaciones térmicas, muy importantes en cubiertas, con las tensiones de tracción y esfuerzo cortante consiguientes - Lluvia, con posibles sobrecargas sobrecargas de cierta importancia - Erosiones física y eólica consiguientes En algunos casos, además, la cubierta resulta un elemento singular del sistema estructural del conjunto y como tal debe ser resistente a (o estar protegido contra) posibles incendios.

habitabilidad La funcióndedelos locales es también importante, especialmente la (lluvia, que se viento, refierefrío a la  protección l ocales que cubre, protegiéndolos de todos t odos los meteoros y calor, insolación). En este sentido cabe recordar los problemas de  filtración del agua de lluvia, que afectan al sistema de drenaje y al de impermeabilización del conjunto, así como los de condensación del vapor de agua interior, que quedan condicionados por el sistema de aislamiento y de ventilación intermedia. Asimismo, cada vez más, se persigue la obtención de iluminación a través de la cubierta, con los problemas de soleamiento y condensación que puede llevar consigo. La función estética, en fin, resulta asimismo importante, especialmente cuando condiciona la silueta del edificio, con la tendencia actual, a veces exagerada, exagerada, de siluetas de líneas horizontales, que marcan una peligrosa tendencia a abandonar las cubiertas inclinadas a toda costa. Resulta, pues, también, una unidad compleja y, por tanto, afectada por su diseño constructivo, con clara incidencia en la sostenibilidad del conjunto, especialmente en el posible ahorro energético correspondiente correspondiente al uso del edificio y a su climatización. climatización. En efecto, especialmente en edificios de poca altura, la superficie de la cubierta supone un  porcentaje importante en la envolvente del conjunto y, por tanto, t anto, tiene gran incidencia, tanto en la pérdida de calor en invierno, como en su ganancia en verano, es decir, en el consumo energético para la climatización de los espacios habitables. Por otra parte, la cubierta puede convertirse en una superficie muy adecuada para todos los dispositivos de captación y transformación de energías renovables (sol, luz, viento, lluvia) lo que incide definitivamente en la parte de la sostenibilidad corres correspondiente pondiente al ahorro de energía

4. LA RACIONALIZACIÓN DE LOS PROCESOS CONSTRUCTIVOS La innovación mencionada en el último párrafo pasa, como queda comentado, por el empleo de los materiales adecuados y por el diseño constructivo correcto, que permita cumplir la funcionalidad exigida. Pero todo ello hay que complementarlo con una mejora clara de los  procesos constructivos. constructivos. En efecto, considero que la situación actual de nuestra edificación adolece, principalmente, de los siguientes problemas relacionados con los procesos constructivos: - Poca eficiencia del proceso de ejecución en obra - Pobre sostenibilidad  Pobre sostenibilidad del del proceso global Todo ello nos lleva a una urgente necesidad de optimizar la producción de edificios, en general, y de los de viviendas, en particular.

4.1. Eficiencia del proceso de construcción Lo que tradicionalmente se ha llamado .proceso de construcción se puede dividir en varios subprocesos., a saber, - Producción de materiales - Proyecto - Ejecución en obra - Mantenimiento De ellos, el primero, que resulta muy dividido en toda la industria, ha ido evolucionando y se ha adaptado a las técnicas de producción industriales y, por tanto, eficientes en general. general. El segundo, el proyecto, también se ha ido adaptando aunque, como quiera que cada nuevo edificio suele ser un caso individual, no se aprovechan todo lo que debiera las posibilidades de eficiencia en el proceso, y hay una cierta tendencia en el proyectista a no tener como objetivo  prioritario la solución constructiva, dejando en muchos casos la solución definitiva a la improvisación de la obra.

 

La ejecución, por su parte, suele ser el proceso menos eficiente eficiente,, con un uso excesivo de mano de obra y un abuso de la improvisación y de las técnicas de construcción artesanales, sin el conocimiento y la formación adecuados por parte de esa mano de obra. El mantenimiento, por último, resulta excesivamente excesivamente esporádico, poco metodológico, y a veces inexistente, especialmente cuando se trata de edificios residenciales en comunidad de  propietarios, sin un planteam planteamiento iento claro desde el el proyecto. Como consecuencia, para mejorar la eficiencia del proceso de construcción debemos incidir en los dos subprocesos centrales, el proyecto y la ejecución, complementándolo con una mejora clara del mantenimiento. mantenim iento. En efecto, los tres subprocesos deben estar coordinados, de tal t al manera que el proyecto se diseñe  pensando también también en el proceso de ejecución (proyecto (proyecto para ser construido construido y mantenido) y esto estoss últimos se ciñan a lo especifica especificado do en el proyecto. Pero además de esa ineludible coordinación, caben también una serie de mejoras de  planteamiento  planteamien to para que el el resultado permita permita un proceso eficiente. Veamos. Veamos. Si pretendemos optimizar la producción, producción, debemos racionalizar el proceso, proceso, lo que afecta a los tres subproceso subprocesos. s.   Por una parte, la racionalización del proyecto, proyecto, para que, además de cumplir todos los requisitos funcionales y de composición, permita un proceso de ejecución más eficiente. Por otra, la racionalización racionalización,, también, de la ejecución, ejecución, que pasa por reducir al máximo la intervención de la  la  mano de obra, sobre todo la inexperta, y mecanizar el   montaje, de tal modo que se trate más de un montaje montaje propiamente  propiamente dicho, que de una .ejecución .ejecución.. artesanal. Por  último, el método en el mantenimiento para asegurar la  la  durabilidad del edificio.  edificio.  Para alcanzar esos logros, no hay duda que la  prefabricación es una técnica que facilita la racionalización de los procesos, ya que suele partir de una modulación de las unidades y los elementos componentes que facilita la racionalización geométrica del proyecto, y permite una racionalización de la fase de montaje al llegar los elementos a la obra con un alto nivel de acabado que requiere una mínima intervención de la mano de obra .in situ., posibilitando, por  tanto, un mejor aseguramiento de la calidad final. Asimismo facilita el mantenimiento concentrando sus actuaciones, actuaciones, sobre todo en las uniones. Pero no es la única técnica para lograr esa racionalización, y muchas veces ni siquiera es suficiente. En efecto, si la prefabricación no va acompañada de una distribución racional en  planta, para agrupar zonas húmedas, por ejemplo, o reducir espacios inútiles, o no tiene unas medidas coordinadas que permitan la producción industrial más eficiente de los elementos, o no facilita el acoplamiento de componentes provenientes de distintos fabricantes, o no permite su montaje coordinado en obra, etc., no nos sirve para el objetivo de optimización del proceso global que nos habíamos propuesto. En base a todo ello, podríamos establecer una serie de condicionantes de esos subprocesos para facilitar esa optimización, teniendo en cuenta la inevitable individualidad que envuelve cada  proyecto. El proyecto debe considerar su racionalización en los siguientes aspectos, por lo menos: - Modulación general del sistema estructural, para facilitar la coordinación modular de los  propios elementos estructurales estructurales (pilares, vigas, forjados) además de la de los de cerramiento y acabado (fachadas, tabiques, etc.) - Máximo aprovechamiento de espacios interiores, eliminando recorridos innecesarios desde el  punto de vista funcional funcional - Unificación de instalaciones verticales (cuartos húmedos, acondicionamiento, ventilación, etc.)  para facilitar la ejecución de esas instalaciones instalaciones - Incorporación de cámaras para alojamiento de conductos horizontales y verticales, para evitar  la ejecución de .rozas. que disturban el proceso de montaje y generan escombros innecesarios - Modulación de los elementos de cerramiento y acabado, dentro de lo posible, para aceptar  elementos prefabricados de diversas procedencias, o para racionalizar la ejecución en obra y el mantenimiento - Planteamiento de los procesos de mantenimiento para asegurar su factibilidad - Especificaciones claras de la calidad de los materiales y productos para asegurar la necesaria durabilidad de los elementos y reducir las necesidades de mantenim mantenimiento iento

 

Para ello, como sabemos, se puede partir de dos planteamientos básicos; utilizar sistemas constructivos de los llamados cerrados., basados normalmente en elementos prefabricados que completan cada unidad funcional (vivienda, nave industrial, etc.) o en técnicas de ejecución in situ mecanizadas (encofrados .mesa. o .túnel.) o proyectar con una coordinación modular  abierta que permiten incorporar elementos que están en el mercado, de alto nivel de acabado y de fácil montaje.

4.1. De la producción de materiales En la producción de materiales, resulta importante equilibrar, por una parte, el consumo de materias primas y, porprima otra, de el que consumo energía . El primero, está condicionado por la naturaleza de la materia se tratedey energía. su capacidad de recuperación natural (la madera es escasa pero recuperable; la piedra es abundante, pero no recuperable) así como por la  posibilidad de reciclado reciclado de los productos productos para su conversión en en nueva materia materia prima. prima. De los dos condicionantes se tiene que actuar, sobre todo, en el segundo que, a su vez, permite controlar los excesos de producción de escombros. De hecho, la valorización valorización   de residuos y escombros, y el reciclado de los mismos, mismos , es una de las líneas de investigación en materiales de más futuro en la actualidad, y nuestro Instituto está trabajando intensamente en ella. Por su parte, el equilibrio en el consumo de energía para la producción de materiales y elementos constructivos, tiende a dos objetivos básicos; el ahorro energético directo, y la reducción de contaminantes atmosféricos. En construcción, la mayoría de materiales requieren consumo energético elevado, siendo quizás los más llamativos el cemento, las cerámicas y el acero. Por ello, se está trabajando en diseñar materiales que requieran menor consumo energético. Uno de los más representativos son los así llamados eco-cementos., que sustituyen el clinker por productos alternativos de menor consumo, normalmente obtenidos a partir de materiales reciclados o de subproductos de otros procesos industriales. También el IETcc trabaja en esos procesos.

4.2. De la ejecución En la ejecución de las obras, entran también otros factores que afectan a su sostenibilidad. En efecto, además del equilibrio en el consumo de materiales y de energía, similares a los mencionados en el punto anterior, hay que conseguir minimizar el consumo de mano de obra, y reducir la producción de escombros, así como su recuperación y reciclado. En efecto, la reducción de la mano de obra aporta varias ventajas de sostenibilidad; por un lado, se puede reducir el tiempo de ejecución y, por tanto, el coste final; por otro, se eliminan riesgos de error y se aumenta, por ende, la garantía de calidad, lo que repercute directamente en el comportamiento comportam iento funcional del edificio y reduce la necesidad necesidad de mantenimiento. mantenimiento. En cuanto a la producción de escombros, su eliminación asegura la reducción de tiempos de ejecución, la disminución de riesgos de seguridad y salud, y es indicio de mayor eficiencia en el  proceso. En cualquier caso, como complemento complemento a esa reducción cabe llevar a cabo una recuperación recuperac ión y reciclado de los mismos como parte de la sostenibilidad del conjunto.

4.2. Del uso y mantenimiento Finalmente, en el uso y mantenimiento de las obras de construcción, aparecen dos condicionantes básicos de la sostenibilidad. Por un lado el ahorro en el consumo de  de   energía energía,, acaso el condicionante más conocido, y, por otro, el equilibrio en el mantenimiento, mantenimiento, que  persigue una serie de acciones preventivas para poder reducir la necesidad necesidad de conservación. A ello podríamos añadir un tercer para aprovechar al máximo los productos y elementos constructivos. El ahorro de consumo energético se basa, a su vez, en dos actuaciones simultáneas. Por una  parte, el diseño diseño   bioclimático del edificio de tal manera que sufra el mínimo de pérdidas energéticas y su diseño permita alcanzar situaciones de confort ambiental sin necesidad de uso de sistemas electromecánicos de acondicionamiento; de hecho, la edificación anterior al segundo tercio del siglo XX solía resolver los problemas de acondicionamiento sin casi consumo energético, basándose en soluciones que hoy se consideran .bioclimáticas., de muros gruesos, techos altos, porches exteriores, aleros, etc., soluciones que se ha tendido a abandonar  al basar el confort interior en esos sistemas electromecánicos, como si de un tren o de un avión se tratara.

 

Por otra parte, también se puede conseguir ahorro en consumo energético mediante dispositivos de producción y  y  control  control más más adecuados. En efecto, las nuevas bombas de calor alimentadas por  energía solar, por ejemplo, permiten ahorros importantes de consumo; también se puede ahorrar  con dispositivos automáticos de control del ambiente ( Domótica)  Domótica) que aprovechan al máximo los sistemas electromecánicos electromecánicos de acondicionamiento. En ambas líneas de sostenibilidad trabajan los investigadores de nuestro Instituto. El equilibrio en el mantenimiento del edificio tiene por objeto reducir los gastos de conservación. De hecho, estos últimos se tienen que asumir cuando el daño ya se ha producido, con el resultado de un mayor gasto. Por el contrario, el mantenimiento la aparición de los distintos procesos patológicos, aumentando la durabilidad preventivo del edificioevita y cada una de sus partes, con el resultado de una mejor sostenibilidad. En este caso, es necesario un cierto aumento del gasto de mantenimiento para reducir los de conservación. conservación. Cabe recordar, no obstante, que ese mantenimiento preventivo no se puede reducir a una serie de intervenciones durante la vida del edificio, sino que pasa por varias actuaciones previas, a saber: - Uso de materiales y productos con la durabilidad adecuada al edificio, su vida útil y las acciones previsibles - Incorporación de elementos de fácil reposición - Definición de los programas de mantenimiento del edificio, o la obra en cuestión, desde el  proyecto En durabilidad y técnicas de mantenimiento y reparación, especialmente de hormigones, nuestro Instituto es líder internacio i nternacional. nal. La reconstrucción reconstrucción,, en fin, es un concepto relativamente nuevo y contempla la posibilidad y facilidad de recuperar los elementos y unidades del edificio una vez que termina su vida útil,  para reutilizarlos total o parcialme parcialmente nte en otras construcciones; construcciones; se trata de un planteamien planteamiento to de reciclado de los componentes del edificio, que se viene practicando practicando ya en otro tipo de productos industriales (coches, lavadoras, etc.) y que todavía es incipiente en nuestro sector, donde las demoliciones plantean un aprovechamiento aprovecham iento muy pobre y parcial de los elementos originales. En cualquier caso, la consideración global de todos esos factores de la sostenibilidad en los distintos subprocesos, nos va a permitir una visión de conjunto en donde, según cada caso, se haga más hincapié en una de las fases o en otra.

5. EL FUTURO DESEABLE Los deseos del futuro pueden ser utópicos, pero su planteamiento nos puede acercar a conseguirlos. Por eso no me importa lanzar un desideratum desideratum para  para nuestras nuestras futuras edificaciones: edificaciones: - Promotores que entiendan la validez y la necesidad de propuestas innovadoras dirigidas a optimizar la producción de edificios - Proyectos que contemplen desde el principio, el sistema constructivo como una condición fundamental de su diseño, sin que ello suponga un menoscabo de su calidad arquitectónica - Industrias de productos y elementos que posibiliten su interconexión dentro de una coordinación modular universalmente aceptada, o sistemas .cerrados. suficientemente flexibles  para cumplir cumplir con los requisitos funcionales y formales formales de los proyectos proyectos - Fabricación de materiales con bajo consumo de energía y recuperación de residuos, tanto de construcción como de otros procesos industriales i ndustriales - Mano de obra con la formación adecuada (ninguna persona trabajando en construcció construcción n sin esa formación) - Procesos de ejecución en obra mecanizados (incluso, robotizados) con reducida participación de la mano de obra y alta garantía de calidad - Adecuada durabilidad de productos y elementos componentes, en función de entorno, uso y acciones exteriores - Elementos constructivos con posibilidad de desmontaje y recuperación (. (.deconstrucción deconstrucción.) .) - Procesos de mantenimiento bien planteados y suficientemente explicados para que los usuarios no tengan dificultad en seguirlos (cada edificio con un manual de mantenimiento, como si de un objeto industrial se tratara)

 

- Pólizas de mantenimiento en el mercado asegurador y técnico, para que el mantenimiento de los edificios sea más práctico y efectivo

PROCEDIMIENTOS GENERALES DE CONSTRUCCIÓN. RECOMENDACIONES y DETALLES DEL REFUERZO EN ALBAÑILERÍA Los procedimientos generales de construcción, así como las recomendaciones respectivas, se darán a conocer mediante una serie de figuras. Debe anotarse que varias de las recomendaciones  podrán parecer utópicas; sin embargo, embargo, es conveniente que el lector sepa cuáles son las condiciones ideales lograr el mejor comportamiento estructuralque de se la den, mampostería, su vez permitirá, de para no seguirse estrictamente las recomendaciones realizar enesto obraa algo semejante a lo que se explique.

2.1.1. Muros Confinados Materiales: La diversidad de materiales (concreto, acero, ladrillo y mortero) que se emplean en la construcción de los muros confinados, hace que su comportamiento sea muy complejo de analizar y por lo tanto, el comportamiento ideal queda sujeto a observaciones experimentales. Tomando como base los experimentos realizados en la PUCP se puede decir:

CONCRETO  El estado de esfuerzos a que se ven sujetas las columnas de concreto (compresión, tracción y corte-fricción, Fig. 2.1) de un muro sometido a carga lateral y vertical, crean la necesidad de emplear un concreto cuya resistencia mínima (fc) sea igual a 175 kg/cm 2

Por otro lado, las pequeñas dimensiones de las columnas, los ganchos de los estribos y su conexión dentada con la albañilería, hacen que el concreto deba tener un alto revenimiento (se recomienda un slump de 5") y que se use piedras con tamaños menores de 1/2", con una buena técnica de vibración o de chuceo. La finalidad de estas recomendaciones es que el concreto  pueda discurrir llenando todos los intersticios, para así evitar la formación de cangrejeras, cangrejeras, las que pueden disminuir la resistenciaesalimportante corte del muro hastaseenproducen 50%. El problema de las cangrejeras cuando en los extremos de las columnas (Fig. 2.2); de ocurrir esto, será necesario remover el concreto de esa zona y reemplazarlo por otro de mejor calidad, usando resina epóxica en la unión entre ambos concretos. En el caso que la cangrejera ocurriese en la región central de las columnas, el  problema resulta menos crítico; en tal situación, podrá picarse esa zona, limpiarla li mpiarla de gránulos sueltos, humedecerla y rellenarla con concreto o mortero 1 :3, de acuerdo al tamaño de la cangrejera.

 

Una de las causas por las cuales se forman cangrejeras en las columnas, se debe a que el concreto no penetra adecuadamente bajo los dientes de la albañilería, los que incluso pueden fracturarse al chucear o vibrar el concreto. Para estudiar este problema, Italo González realizó un trabajo experimental en la PUCP (Proyecto C4 del Capítulo 7), y demostró que con el uso de una conexión a ras y la adición de "chicotes" (o "mechas", Fig 7.41) de anclaje, puede lograrse una adherencia en la zona de contacto columna-albañilería similar a la que proporciona la conexión dentada. Por otro lado, existen evidencias (terremoto de Chile de 1985) en las que vaciando el concreto directamente contra la albañilería (con dientes pequeños), también se ha desarrollado una de adherencia adecuada entre ambos materiales. En conclusión, emplearse una conexión dentada, los dientes deben tener una longitud máxima de 5 cm (Fig. 1.15); y si se utiliza una conexión a ras, debe colocarse "mechas" con una cuantía m ínima de 0.1 %, embutidas 40 cm en la albañilería y 15 cm en la columna más un gancho vertical a 90' de 10 cm (Fig. 2.3). El gancho debe ser vertical en previsión de fallas por  anclaje que podrían generarse cuando se formen fisuras horizontales en las columnas.

ACERO DE REFUERZO. El acero a utilizar debe ser corrugado y con un escalón de fluencia definido, permitiéndose el uso de acero liso (pero no trefilado) para los estribos. En los extremos de las columnas del primer entrepiso se recomienda usar zunchos (con paso máximo de 5 cm) que confinen el concreto; y con ello, eviten el pandeo del refuerzo vertical. Estos extremos se encuentran sujetos a fuertes compresiones luego de producirse la falla por  corte del muro, ya que éste trata t rata de volcar y de deslizarse en torno a la base de la columna (Fig. 2.1). Cabe señalar que el refuerzo vertical entra a trabajar luego de producirse las fisuras de tracción por flexión en las columnas, y su trabajo es pleno después de generarse la falla por  corte en la albañilería. Por otro lado, para edificaciones de más de 3 pisos, o cuando el esfuerzo axial en el muro exceda el 5% de fm, se recomienda usar en los primeros entrepisos una cuantía mínima de refuerzo horizontal equivalente a 0.1 %, colocado en las juntas de mortero y convenientemente anclado mediante ganchos verticales en las columnas de confinamiento (Figs. 1.15 y 1.16). A fin de evitar que los ganchos de los estribos (que tienen una longitud mínima de 7.5 cm) estorben paso del concreto formando de las doselconfiguraciones mostradas encangrejeras la Fig. 2.5. en las columnas, se recomienda adoptar una

 

 

UNIDADES DE ALBAÑILERÍA. La variedad de unidades que se emplea en los muros confinados es elevada; las principales son de arcilla (con moldeo artesanal o industrial), sílico-calcáreo (industrial) y bloques de concreto (artesanal o industrial). Debe evitarse el uso de unidades fisuradas o mal cocidas, debido a que representan el punto de debilidad por donde se inicia la falla del muro. Al respecto, se debe tratar de cumplir con todas las especificaciones que aparecen en el acápite 3 de la Norma E-070, esto es: - Al golpearse con un martillo deben tener un sonido metálico. - No deben tener materias extrañas (guijarros, conchuelas, etc.) - No deben tener manchas salitrosas ni blanquesinas (eflorescencia). - Deben estar limpias de polvo y de gránulos sueltos. La eflorescencia se produce cuando las sales (sulfatos) se derriten, ya sea por la saturación a que se someten las unidades antes de asentarlas, como por la humedad del medio ambiente, o también porque el ladrillo absorbe el agua del mortero. Estas sales emergen a la superficie del ladrillo y se cristalizan destruyendo su superficie. De ocurrir este problema, se aconseja que después de un mes de construido el muro, se limpie en seco con una escobilla metálica. Por la buena adherencia observada en múltiples ensayos, se recomienda emplear ladrillos de arcilla con un máximo de 33 % de perforaciones en su cara de asentado. Debe tenerse en cuenta que cuantas más perforaciones tengan las unidades, pueden fallar por concentración de esfuerzos de compresión con la tendencia a descascararse (desconcharse), lo cual es un tipo de falla muy frágil. Sin embargo, es conveniente que el ladrillo tenga perforaciones pequeñas en sus caras de asentado, con la finalidad de que el mortero penetre en ellas creando llaves de corte; asimismo, las perforaciones favorecen la cocción interna de la unidad.

 

  Respecto a la succión, la succión, debe destacarse que la mejor adherencia ladrillo-mortero se logra cuando el núcleo del ladrillo está saturado y su superficie se encuentra relativamente relativamente seca. Esto permite: 1) un curado natural del mortero evitando su agrietamiento al retardarse el fraguado (o endurecimiento) con el agua existente en el núcleo del ladrillo; y, 2) una adecuada succión del cementante del mortero. Debe indicarse que todas las unidades de arcilla (artesanales o industriales) son ávidas de agua,  por lo que se recomienda recomienda reducir la succión natural regándolas ("tratam ("tratamiento iento de la unidad", Fig. 2.7) por lo menos durante 25 minutos un día antes de usarlas, de modo que la succión al asentarlas esté comprendida entre 10 a 20 gr /200cm2-min. /200cm2-min.

Una manera práctica de evaluar la  succión (método de campo) consiste en colocar un volumen definido de agua sobre un recipiente de sección conocida (midiendo la altura de agua con una wincha). vaciar parte del por aguaasentar a una bandeja; posteriormente, posteriorm ente, la de unidad 3 puntos,Luego, de modo que una la superficie esté en contacto con unaapoyar película aguasobre de 3 mm de altura durante un minuto. Después de retirar el ladrillo, vaciar el agua de la bandeja al recipiente y volver a medir el volumen de agua. La diferencia de volúmenes será el peso de agua succionado (1 cm' = 1 gramo de agua) y este peso extrapolarlo a un área normalizada de 200 cm2 .

 

Conviene indicar que la Norma E-070 especifica que las unidades de arcilla industrial deben sumergirse un instante previo al asentado, y que las artesanales deben sumergirse durante una hora antes del asentado; de seguirse estas especificaciones se tendrá una unidad que continúa siendo ávida de agua, o una unidad a la cual se le ha sobresaturado sobresaturado ("emborrachado") ("emborrachado") y no podrá ser capaz de absorber el cementante del mortero. Respecto al amarre o aparejo de las unidades, es necesario que entre hiladas éste sea traslapado (Fig. 2.9), pudiéndose utilizar muros en aparejo de soga, de cabeza o el amarre americano; todo dependerá del espesor necesario que deba tener el muro para soportar las solicitaciones.

MORTERO. El mortero a emplear debe ser trabajable, para lo cual deberá usarse la máxima cantidad de agua  posible (se recomienda un slump de 6 pulgadas medido en el cono de Abrams), Abrams), evitando la segregación y de tal manera que no se aplaste con el peso de las hiladas superiores. Se permite el "retemplado" (echar agua antes que se seque la mezcla); pero pasada la fragua inicial del cemento, el mortero debe desecharse. El endurecimiento del mortero se inicia en los climas fríos después de 2 horas de preparado; y en los cálidos, después de 1 hora. Esto nos indica que el lapso de tiempo que transcurra entre el asentado de 2 hiladas consecutivas debe ser  lo más breve posible. Por lo general, la cantidad de agua la decide el albañil, quién prepara la mezcla conforme la necesita en una tina de madera. Sin embargo, es recomendable que se emplee un depósito no absorbente (de plástico, por ejemplo) y que el mortero se prepare en una mezcladora especial (trompo de 1 pie cúbico de capacidad), batiéndolo por lo menos durante 5 minutos. Para edificaciones de más de 3 pisos, se recomienda usar las siguientes proporciones volumétricas (cemento (cemento portland tipo I : arena gruesa) 1:3 o 1 :4; mientras que para edificaciones edificaciones de 1 a 2 pisos es suficiente con emplear la mezcla 1 :5. El uso de arena fina en el mortero no es adecuado, por elevar la contracción de secado y porque debido al tamaño uniforme de sus granos, se forman espacios vacíos difíciles de llenar con el cementante. Todas las juntas deben quedar completamente llenas, recomendándose emplear un espesor  máximo de 15 mm; al respecto, conviene indicar que cuanto mayor es el espesor de las juntas, decrece la resistencia a compresión y al corte en la albañilería. El espesor de las juntas horizontales (Fig. 2.10), es definido por la Norma E-070 como 4 mm más dos veces la desviación estándar (8, en mm) correspondiente a la variación en la altura de las unidades, debiéndose emplear como mínimo un espesor (e) de 10 mm.

 

Una vez obtenida la altura de las hiladas, éstas se marcan sobre una regla denominada "escantillón",la que debe cubrir la altura del entrepiso. Los "ladrillos maestros" se asientan en los extremos del muro usando el escantillón y la plomada (para controlar la verticalidad); entre esos ladrillos se corre un cordel, que sirve para alinear horizontalmente el asentamiento del resto de unidades, así como para controlar la altura de la l a hilada (Fig. 2.11 ).

OTRAS RECOM RECOM END ACI ONES EN L A CONSTRUCCIÓ CONSTRUCCIÓN D E L OS M UROS  CONFINADOS  - Con la finalidad de evitar excentricidades del tipo accidental y fallas prematuras por  aplastamiento del mortero, se recomienda construir los muros a plomo y en línea, asentando como máximo hasta la mitad de la altura del entrepiso (o 1.3 m) en una jornada de trabajo. - Con el fin de evitar fallas por cizallamiento en las juntas de construcción (Fig. 2.29), se recomienda (sólo para unidades totalmente macizas) que al término de la primera jornada de trabajo se dejen libres las juntas verticales correspondientes a la media hilada superior, llenándolas al inicio de la segunda jornada. Asimismo, Asimismo, que todas t odas las juntas de construcción sean rugosas y que estén libres de gránulos sueltos (Fig. 2.12).

- Adicionalmente, se recomienda limpiar las unidades antes de asentarlas, con una brocha o con aire comprimido.